DE2719935C2

DE2719935C2 - Druckempfindliches Durchschreibeblatt für ein kohlefreies Durchschreibesystem und Beschichtungszusammensetzung für dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2719935C2
Application number: DE2719935A
Authority: DE
Inventors: Dale Richard Scottsboro Ala. Shackle
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1976-05-07
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1982-04-22
Also published as: BE854132A; FI69427B; NO151081C; SE7705292L; FR2350205B1; JPS52136018A; AU2390677A; GB1591361A; DE2719935A1; JPS577917B2; BR7702906A; FR2350205A1; FI69427C; MX146118A; SE434824B; NO151081B; ZA772155B; AU508668B2; FI771372A; US4063754A

Description

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammen-Setzung für druckempfindliche, kohlefreie Durchschrei· beblätler mit einem Farbenl wickler des sauren Elektronenak/eptortyps sowie ein druckempfindliches Durchschreibeblatt fur ein kohlefreies Durchschreibesystem mit einer auf ein Substrat aufgetragenen Schicht mit einem farbentwickler des sauren F.lektronenakzeptatortyps.

Kohlefreie Durchschreibesysteme der hier beschrieberen Art verwenden mindestens zwei Substrate, im allgemeinen in Form von Papierblätiern. wobei im allgemeinen bei jeweils einem Paar von Blättern das obere oder Übertragungsbldtt an seiner Rückseite und das untere oder Auf/eichnungsblatt an «einer Vorder oder Oberseite mit einer einen farber^eugenden Stoff enthaltenden Beschichtung versehen ist. Wird auf die übereinanderliegenden Blätter an bestimmten Stellen ein Druck ausgeübt, reagieren die farberzeugenden Stoffe beider Beschichtungen miteinander und erzeugen auf dem Aufzeichnungsblatt ein Abbild des DfUckrnuslers.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Beschichtung eines druckempfindlichen, kohlefreien Aufzeichnungsblattes, bei dem ein hoi-melt-Syslem verwendet wird,

um eine Beschichtungszusammensetzung zu bilden, die ein farberzeugendes Material enthält.

Im Zusammenhang mit dieser Beschreibung bezieht sich der Ausdruck »farberzeugend« auf »farberzeugendes Material« wie Farbentwickler und farbbildende Materialien; zusätzlich können Farbinhibitoren u.dgl. enthalten sein. Der Ausdruck soll sich auf derartige Materialien beziehen, unabhängig davon, ob sie sich in Mikrokapseln, Kapseln, dispergierter Form oder anderer Form vorliegen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung bezieht sich der Ausdruck CF auf eine Beschichtung, die normalerweise für ein Aufzeichnungsblatt verwendet wird. Weiterhin bezieht sich der Ausdruck CB auf eine Beschichtung, die normalerweise für ein Durchschreibebiatt verwendet wird.

Kohlefreies Durchschreibepapier ist, kurz gesagt, ein Standardtyp eines Papiers, bei dessen Herstellung die Rückseite des Papiersubstrates mit einer CB-Schicht beschichtet wird, wobei die CB-Beschichtung einen oder mehrere Farbstoffvorläufer enthält, und zwar im allgemeinen in Kapsslform. Zugleich wird die Vorder seite des Papiersubstrates während der Herstellung mit einer CF-Schicht beschichtet, die einen oder mehrere Farbentwickler enhält. Sowohl der Farbstoffvorläufer als auch der Farbentwickler bleiben in den Beschichtungskompositionen auf den rückwärtigen und vorderen Oberflächen des Papiers in farbloser Form. Dies trifft so lange zu, bis die VB- und CF-Beschichtungen benachbarter Blätter in Beziehung miteinander gebracht werden und ausreichender Druck ausgeübt wird, z. B. durch eine Schreibmaschine, wodurch die CB-Beschichtung aufgerissen wird, wobei der Farbstoffvorläufer freigesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt kommt der Farbstoffvorläufer mit der CF-Beschichtung in Kontakt und reagiert mit dem darin enthaltenen Farbentwickler unter Bildung eines Bildes. Kohlefreies Durchschreibepapier erwies sich aus verschiedenen Gründen als ein außerordentlich wertvolles Bildübertragungsmedium; einer davon ist die Tatsache, daß sich sowohl CB als auch CF in einem nicht aktiven Zustand befinden, so lange die miteinander reagierende Elemente nicht in Kontakt miteinander stehen, bis eine CB-Beschichtung nächst einer CF-Beschichtung /u liegen kommt. Kohlefreie Durchschreibepapiere werden in folgenden Patenten offenbart:

US-Patentschriiten

27 12 507
27 30 456
34 55 721
34 66 184
36 72 935

Eine dritte Generation dieser Produkte, die sich in einem fortgeschrittenen Stadium der Entwicklung und der kaufmännischen Verwertung befinden, und die in einigen Geschäftsbereichen erhältlich sind, sind die Autokopierpapiere. Ganz allgemein gesagt beziehen sich Autokopierpapiere auf ein Abbildungssystem, bei dem nur eine Ssite des Papiersubstrates beschichtet werden muß und diese eine Beschichtung enthält den Pärbstoffvorläufef, Im allgemeinen in Kapselform und den Farbentwickler. Werifi fitiri Drück ausgeübt wird, z. B. wieder durch eine Schreibmaschine öder ein anderes Schreibwerkzeug, wird die den Farbstoffvor·' läufer enthaltende Kapsel aufgerissen und der Farbsloffvorläufer reagiert mit dem ihn umgebenden Farbentwickler unter Bildung eines Bildes. Sowohl das

kohlefreie Durchschreibebildübertragungssystem als auch das Autokopiersystem sind Gegenstand von vielen Patenten gewesen. Die US-Patentschrift 27 30 456 offenbart ein typisches einschichtiges Aufzeichnungssystem, das als »autokopierend« bezeichnet wurde, denn alle Elemente zur Herstellung eines Zeichens befinden sich in einem einzigen Blatt.

Ein Nachteil von beschichteten Papierprodukten wie kohlefreie Durchschreibepapiere und Autokopierpapiere rührt von der Notwendigkeit her, eine flüssige Beschichtungszusammensetzung aufzutragen, weiche die farbbildenden Bestandteile während des Herstellungsprozesses enthält. Beim Auftragen solcher Beschichtungen werden manchmal flüchtige Lösungsmittel verwendet, was die Verdampfung des überschüssigen Lösungsmittels erfordert, um die Beschichtung zu trocknen; auf diese Weise entstehen Dämpfe des flüchtigen Lösungsmittels. Ein alternatives Verfahren der Beschichtung besteht darin, daß die farbbildenden Bestandteile in Form einer wäßrigen Aufschlämmung verwendet werü:n; auch hier ist es notwendig, das überschüssige Wasser durch Trocknen zu entfernen. Beide Verfahren weisen erhebliche Nachteile auf. Insbesondere führt das Lösungsmittelbeschichtungsverfahren notwendigerweise zum Auftreten von im allgemeinen flüchtigen Lösungsmitteldämpfen, die eine Gefahr für die Gesundheit darstellen; ebenso stellen sie für die Umgebung eine Feuergefahr dar. Wenn ein wäßriges Lösungsmittelsystem benützt wird, muß zusätzlich das Wasser verdampft werden, was einen jo beträchtlichen Aufwand an Energie erfordert. Die Notwendigkeit z;· trocknen erfordert weiterhin die Verwendung einer komplexen und kostspieligen Apparatur, um kontinuierlich ein Substiat zu trocknen, das mit einer wäßrigen Beschichungsmasse beschichtet r> worden ist. Ein anderes, aber damit zusammenhängendes Problem betrifft die Beseitigung des verschmutzten Wassers, das von der Herstellung und von der Reinigung der wäßrigen Beschichtungszusammensetzung herrührt.

Die Anwendung von Wärme ist nicht nur kostspielig, iondern sie kann auch zerstörend auf die farbbildenden Bestandteile wirken, die im allgemeinen auf das Papiersubstrat während der Herstellung aufgetragen werden. Die Probleme, die bei der tatsächlichen .n Beschichtung auftreten, rühren im allgemeinen von der Notwendigkeit her, nach dem Beschichten auch zu trocknen.

Angestrebt wird allgemein die kontinuierliche Herstellung eines Durchschreibepapierproduktes, wobei in eine Vielzahl von Papiersubstraten simultan beschichtet, getrocknet, bedruckt, kollationiert und fertiggestellt wird. Demgemäß wird in dem kanadischen Patent 9 45 443 offenbart, daß eine minimale Benetzung der Papierbahn durch Wasser erfolgen sollte, und /war -,i während lies Auftragens der CBEmulsionsschicht. Zu diescio /weck wird eine Emulsion mit einem hohen Gehalt an Festkörpern vorgeschlagen und insbesondere Spe/ialtrockner werden in dem genannten kanadischen Patent beschrieben. Dieses Verfahren wurde jedoch kommerziell nicht verwirklicht, und zwar wegen der Komplexität des Trocknens, Der Verfahreiisschritt der Trocknung, der die Verdampfung des Lösungsmittels und/oder des Wassers und die Zufuhr von Wärme umfaßt, erlaubt insbesondere nicht die simultane oder kontinuierliche Herstellung Von Mehrfachformularsätzen. Zusätzlich zu dem Verfahrenssehritt des Trocknens, der eine kontinuierliche Herstellung von Durchschreibeformularsätzen verhindert, ist Notwendigkeit der Anwendung von Wärme zur Verdampfung des Lösungsmittels ein ernsthafter Nachteil, da wäßrige und andere flüssige Beschichtungen im allgemeinen kostspielige Papiersorten fordern, aber selbst dann tritt Krümmung ein, Verzerrung oder Verbiegung des Papiers, denn Wasser und andere Flüssigkeiten treten durch das Papiersubstrat oder durchdringen es. Hinzu kommt, daß sich wäßrige Beschichtungen und einige Lösungsmittelbeschichtungen im allgemeinen nicht für stellenweise Beschichtung eignen oder für eine Beschichtung einer begrenzten Fläche auf einer Seite des Papierblattes. Sie eignen sich im allgemeinen nur für einen Auftrag auf die gesamte Oberfläche eines Blattes, wobei eine ununterbrochene Beschichtung entsteht.

Ein anderes Problem, das häufig bei Versuchen auftritt, Durchschreibeformularsätze kontinuierlich herzustellen, rührt daher, daß ein Papierhersteller das Papier auch unter dem Gesichtspunkt der Stärke und Widerstandsfähigkeit betrachen muß für die Verwendung in einer Vielzahl von Druck- und Bearbeitungsmaschinen. Dies erfordert von dem Papierhersteüer, daß er den Beschichtungsapparat des Formularherstellers, den er beliefert, einkalkuliert, damit das Papier so hergerichtet werden kann, daß es zu dem Apparat paßt und dem Verfallen genügt, das die anspruchsvollsten Bedingungen stellt. Aus diesem Grunde muß ein größeres Verhältnis von Langfaser zu Kurzfaser verwendet werden, als es für die meisten Beschichtungs-, Druck- oder Bearbeitungsmaschinen nötig ist, um eine entsprechende Festigkeit des fertigen Papierproduktes zu erhalten. Dadurch wird das fertige Produkt teurer, weil die Langfaser im allgemeinen teurer ist als die Kurzfaser. Die übliche Trennung der Papierbeschichtung von der Herstellung der Formulare erfordert also, daß der Papierhersteller sein Endprodukt für eine Reihe von Maschinen geeignet macht, anstatt daß er es für ganz bestimmte, bekannte Maschiner.verhältnisse auslegt.

Eine Reihe von Vorteilen könnc:i erz'elt werden, wenn die Herstellung, das Drucken und die Endbearbeitung in ein einziges On-Line-System zusammengelegt werden. Der erste Vorteil besteht darin, daß das Papier unter Verwendung von Holzschliff hergestellt werden kann und daß ein niedrigeres Verhältnis von Langfaser zu Kurzfaser verwendet werden kann, wie oben ausgeführt wurde. Dies wirkt sich günstig auf die Kosten aus und möglicherweise auch auf die Qualität des Papierendproduktes. Der zweite Vorteil, der sich aus der Kombination der Beschichtung mit dem Drucken und der F.ndbearbeitung ergibt, besteht darin, daß Abfallpapier oder wiederverwendetes Ausschußpapier bei der Papierherstellung verwendet werden kann, da die Qualität des Papiers nicht für einen sehr hohen Standard ausgelegt ist. Der dritte und wichtigste Vorteil besteht dann, daß einige Verfahrensschritte des normalen Verfahrens der Herstellung von Formularen vollständig eliminiert werden können. Insbesondere können Verfahrensschritte, die das Trocknen /um Gegenstand haben, durch Verwendung von nichtwäßri gen. losungsmittelfreien Beschiihtungssystemen climi niert werden und zusätzlich können die Verfahrens* schritte des Lagerns und des Verfrachtens vermieden Werden, Woraus ein preiswertes Produkt resultiert.

Durch die Verwendung wasser* und lösungsmittelfreier Beschichtungen, und durch die Kombination der notwendigen Verfahrensschritte des Beschichtens und Drückens, kann zusätzlich das stellenweise Drucken und

das stellenweise Beschichten verwirklicht werden. Beide stellen eine bedeutende Kostenersparnis dar, aber dennoch ist diese im allgemeinen nicht vorhanden, wenn nämlich wäßrige Beschichtungen oder Lösungsmittelbeschichtungen verwendet werden oder wenn die Beschichtung, das Drucken und die Endbearbeitung des Papiers separat durchgeführt werden.

In dieser Beziehung ist anzumerken, daß die stellenweise Beschichtung mit wäßrigen Systemen und Lösungsmi.telsystemen bekannt ist (s. US-PS 30 16 308, US-PS 39 14 511, US-PS 36 72 935, 30 79 351 und 36 84 549). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im wesentichen wasser- und lösurigsmittelfreie Beschichtungszusammensetzung zu schaffen, die den Auftrag im Rahmen einer kontinuierlichen Endlosformularsatzherstellung im Druckereibetrieb ermöglicht darüber hinaus auch partielles Beschichten gestattet und insgesamt einfach zusammengesetzt und anwendbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Unter der Umgehung der Notwendigkeit, die Beschichiungszusammensetzung aus einer Auftrags- oder Trägermasse und einem Farbentwickler zusammenzusetzen, wird erfindungsgemäß d:e hot-melt-Eigenschaft bestimmter Farbentwickler ausgenutzt, um diese selbst im Wege einer hot-melt-Beschichtung auf das Substrat aufzutragen.

Aus der DE-AS 12 75 550 ist es zwar bekannt, einen Farbentwickler allein als Beschichtung zu verwenden, jedoch wird der Farbentwickler bei diesen bekannten Verfahren mit Hilfe eines Lösungsmittels aufgetragen, woraus die eingangs ausführlich geschilderten Naciueiie solcher Verfahren resultieren.

Die farberzeugende Beschichtungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung ist im wesentlichen ein wasserunlöslicher, schmelzbarer Farbentwickler. In einer bevorzugten Ausführungsform können Materialien, welche die Theologischen Eigenschaften modifizieren, zugesetzt werden, z. B. Harze, Wachse und flüssige Weichmacher: dadurch wird das Auftragen der Beschiciitungszusammensetzung in einem hot-melt-System verbessert. Der Farbentwickler und die Materialien, welche die Theologischen Eigenschaften modifizieren, sind vorzugsweise in geschmolzener Form mischbar oder teilweise mischbar, so daß eine Trennung der Komponenten der Zusammensetzung während des Auftragens der heißen hot-melt-Masse nicht erfolgt.

Füllmaterialien können ebenfalls der Beschichtung beigefügt werden. Die Verwendung von Lösungsmitteln, welche Hitze erfordern, um sie während der Härtung oder Trocknung des beschichteten Substrats zu entfernen, ist vermieden. Geringere Mengen an Lösungsmitteln könne jedoch geduldet werden, ohne daß ein eigener Verfahrensschritt notwendig ist. um während einer der folgenden Schritte zu trocknen. Obwohl das Produkt dieser Erfindung für die Hprstellung einer Vielzahl von Produkten nützlich sind, wird das Produkt dieser Erfindung bevorzugt verwendet zur kontinuierlichen Herstellung von kohlefreien Durch-Schreibeformularen.

Die farberzeugenden Farbentwickler, die sich am besten für die Ausführung dieser Erfindung eignen, sind die sauren Elektronenakzeptoren; dazu gehören phenolische Materialien wie Z. B. 2-ÄthylhexyIgallat, 3,5-Ditert-butylsalicylsäure, phenolische Harze des Novolaktyps und meiallmodifiziertc phenolische Material'en, wie z. B. das Zinksalz der 3,5-Di-tcrt-butylsalizylsäure und die zinkmodifizuurten Harze des Novolaktyps. Die

besonders bevorzugten farberzeugenden Farbentwickler sind die Novolake des p-Phenylphenol, p-Octylphenol und p-tert-Butylphenol und deren Zink-.aUe. Mischungen dieser Farbentwickler können verwendet werden, wenn es erwünscht ist. Die harzartigen Farbentwickler können als die einzigen Komponente der hot-melt-Beschichtungszusammensetzung verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Viskosität der Beschichtung bei der Beschichtungstemperatur niedrig genug ist, daß die Zusammensetzung mit Hilfe des erwünschten Verfahrens aufgetragen oder aufgedruckt werden kann; Materialien, welche die Theologischen Eigenschaften modifizieren und die ausgewählt wurden, um die Viskosität dieser Harze zu erniedrigen, können beigefügt werden. Phenolische Verbindungen, z. B. 2-ÄthyIhexylgalIat und 3.5-Di-tert-butylsalicylsäure haben im allgemeinen einen schärferen Schmelzpunkt und eine niedrigere Viskosität der Schmelze. In diesem Falle werden Verbindungen, weiche die Theologischen Eigenschäften modifizieren, zugefügt, um die Viskosität dieser Verbindungen zu erhöhen.

Die Farbentwickler können in oer Zusammensetzung bis ungefähr 80 Gew.-% der Beschichtungskomposition vorhanden sein. Der bevorzugte Bereich des Farbent-Wicklers in der Beschichtungszusammensetzung reicht vor ungefähr 40% bis ungefähr 80%; besonders bevorzugt ist der Bereich ab ungefähr 65%.

Zu den Materialien, welche die Theologischen Eigenschaften modifizieren, gehören bei der Ausfüh rung dieser Erfindung eine Reihe v\jn Harzen. Wachsen und flüssigen Weichmachern. Im allgemeinen können diese die rlicu!ugi:».!ieii Eigenschaften modifizierenden Materialien nicht-polar oder polar sein. Unter dem Ausdruck »polar« ist zu verstehen, daß eine gewisse Polarität für diese Materialien charakteristisch ist; die polaren Materialien sind durch die Gegenwart von funktionellen Gruppen charakterisiert, die zu der Gruppe gehören: Carboxyl. Carbonyl, Hydroxyl. Ester, Amid, Amin, heterocyclische Gruppen uid deren Kombinationen. Die Materialien, weiche die rheologischen Eigenschaften modifizieren, können in ihrer Viskosität variieren von solchen Flüssigkeiten wie Monoisopropylbiphenyl bis zu Polypropylenen niedrigen Molekulargewichts. Beispiele für Materialien, welche die Theologischen Eigenschaften modifizieren, sind Polyäthylene und Polypropylene. Polyäthylenglycole. Polystyrole, Pol>ester. Polyacrylate. Terpentinharz, modifizierte Terpentinharze. Polyphenyle, Derivate von Fettsäuren. Oxazolinwachse. Montanwachse. Paraffinwachse und mikrokristalline Wachse. Die Materialien, welche die Theologischen Eigenschaften modifizieren, können in einer Menge von ungefähr 20% bis ungefähr b0 Gew.-% in der hot-nielt-Beschichtungs-7';sommensetzung vorhanden sein. Der bevorzugte Bereich reicht bis ungefähr 35% der Beschichtungszusammensetzurp.. Ein erwünschtes Charakteristikum der hot-melt-Beschichtungszusammensetzung ist ein Schmelzpunkt von ungefähr 6OC bis ungefähr 140^cC Bevorzugter ist ein Schmelzpunkt von ungefähr 70^cC bis ungefähr 100" C. Gerade im Hinblick auf den Schmelzpunkt ist es für die Beschichtungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung notwendig_t daß sie nach Auftragen rasch auf dem entsprechenden Substrat erstarrt. Genauer gesagt, reicht eine praktische Begrenzung des Schmelzbereiches oder in anderen Worten, ein Temperaturbereich, in welchem die flüssige, heiße Schmelzzusammensetzung zu einer festen Schicht erstarrt, von ungefähr 0,1⁰C bis ungefähr 15⁰C. Die

bevorzugte Erstarrungszeil reicht von ungefähr 0,5 Sekunden bis ungefähr 5 Sekunden, besonders bevorzugt ist eine Erslarrungszeit von ungefähr 0,5 Sekunden bis ungefähr 2 Sekunden. Während Schmelzbereiche größer als 15⁰C verwendet werden können, -, erfordert die für das Erhärten einer derartigen Beschichtung erforderliche Zeit einen besonderen Apparat und eine besondere Handhabung; dadurch sind diese hot-melt-Massen kommerziell uninteressant.

Die bevorzugten hot-rnelt-Beschichlungszusarnmeh- in Satzungen gemäß dieser Erfindung haben eine niedrige Viskosität, wenn sie sich im geschmolzenen Zustand befinden, damit sie sich auf dem Substrat leichter ausbreiten. Im allgemeinen ist es wünschenswert, daß die heißen Schmelzen eine Viskosität von weniger als υ ungefähr 5°C oberhalb des Schmelzpunktes einer speziellen hot-melt-Beschichtung aufweisen. Zusätzlich bevorzugt wird, daß die hot-melt-Beschichtungen gemäß dieser Erfindung eine lichte Farbe aufweisen, damit sie mit dem endgültigen Papier oder dem daraus hergestellten Plastikprodukt verträglich sind. Das bedeutet, daß die heiße Schmelze bevorzugt weiß oder farblos sein soll nach Auftragung auf das spezielle Substrat, das beschichtet werden soll.

Füllmaterialien können der Beschichtungszusammen-Setzung auch als Abstumpfmittel zugesetzt werden, um das glänzende Aussehen der vernetzten heißen Schmelzbeschichtungen zu vermindern und um das Aussehen des Substrates zu bewahren. Ein Feinpostpapier erweckt den Eindruck eines nicht beschichteten Feinpostpapiers, wenn es mit der Beschichtung gemäß dieser Erfindung beschichtet worden ist und wenn die Beschichtung zu einem festen Film vernetzt worden ist. Bevorzugte Füllmaterialien sind die kolloidal ausgefällten Kicsclsäuremateriaüen. Von diesen Kieselsäuremassen ist bekannt, daß sie anfänglich eine bläuliche Farbe mit Farbstoffvorläufern, wie Kristall-Violettlatone. geben. Diese Farbe schwindet jedoch schnell beim Altern. Bei Verwendung des Aufzeichnungsblattes, das nach dem Verfahren dieser Erfindung hergestellt wird, verschwindet die sich entwickelnde Farbe nicht so leicht. Das Füllmaterial ergibt mittels seiner großen Oberfläche eine gesteigerte Porosität des gehärteten Films; dadurch wird rascher und vollständiger die öllösung des Farbstoffvorläufers von dem Obertragungsblatt auf das Aufzeichnungsblatt übertragen. Die Füllmaterialien können in einer Menge bis zu 15 Gew.-% der Beschichtungszusammensetzung zugegen sein; der bevorzugte Bereich reicht von ungefähr 1 % bis ungefähr 10 Gew.-%.

Die farberzeugende Farbentwicklerzusammensetzung kann heiß adf ein Substrat, z. B. Papier oder Plastikfilm mit Hilfe irgendeines der geläufigen Papierbeschichtungsverfahren aufgetragen werden, wie oben ausgeführt wurde (Walze, Rakel oder irgendein geläufiges Druckverfahren, z. B. Offset Tiefdruck oder Flexodruck). Die Theologischen Eigenschaften, insbesondere die Viskosität der Beschichtungszusammensetzung, kann für jeden Anwendungstyp eingestellt werden, und zwar durch die entsprechende Auswahl des Tj¹PS und der relativen Mengen der die Theologischen Eigenschaften modifizierenden Materialien. Die auf das Substrat aufgetragene tatsächliche Menge der heißen Schmelzbeschichtung kann entsprechend dem besonderen Endprodukt das erwünscht ist variieren; für die Beschichtung von Papiersubstraten erwies sich ein Gewicht von ungefähr 03 bis 12,0 g/m² des Substrates an CF-farberzeugender Beschichtungszusammensetzung als günstig. Der bevorzugte Bereich des CF-Beschichtungsgewichtes reicht von 0,3 bis 7,5 g/m² des Substiates; besonders bevorzugt ist ein Bereich von ungefähr 0,3 bis 3,75 g/m² des Substrates. Schichtgewichte größer als die besonders bevorzugten zeigen keine wesentliche Verbesserung.

Diese hot-melt-Beschichtungszusammensetzungen können mit Hilfe irgendeiner Abkühlvorrichtung gehärtet werden. Vorzugsweise wird eine Kühlwalze im Beschichlungsapparai verwendet, welche die heiße Schmelze sofort nach dem Auftragen abkühlt; es ist jedoch auch üblich, die Schmelzbeschichtung in der Atmosphäre abkühlen zu lassen. Die Temperatur der Beschichtung ist wesentlich höher als Raumtemperatur und die Schichtdicke ist im allgemeinen kleiner als 50 μηι: Daraus ist zu ersehen, daß das heiße Schmelzmaterial sehr schnell abkühlt, wenn es auf dem zu beschichtenden Substrat ausgebreitet wird. Die tatsächliche Expositionszeit oder Abkühlzeit, die notwendig ist, lim die farberzeugende Beschichtung zu harten, hängt von einer Anzahl von Variablen ab, z. B. Schichtgewicht, den besonderen Farbentwicklern und den verwendeten Materialien, welche die Theologischen Eigenschaften modifizieren. Typ der Abkühlvorrichtung, Temperatur der Abkühlvorrichtung und anderes mehr.

In der bevorzugten Anwendung der Beschichlungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung wird ein kohlefreies Durchschreibeformular hergestellt. Dabei wird ein« kontinuierliche Bahn wenigstens auf einer Oberfläche mit einem Muster markiert. Eine nichtwäßrige, lösungsmittelfreie, hot-melt-Beschichtung des farberzeugenden Materials wird auf wenigstens einen Teil wenigstens einer Oberfläche der kontinuierlichen Bahn aufgetragen. Die beschichtete Oberfläche wird dann durch Kühlen gehärtet, die kontinuierliche Bahn mit der gehärteten Beschichtung wird dann zusätzlich mit wenigstens einer weiteren kontinuierlichen Bahn kombiniert, die vorher oder simultan mit der heißen Schmelze beschichtet worden ist und durch Kühlen gehärtet worden ist. Ein kohlefreies Durchschreibeformular wird dann im Verlaufe einer Reihe von Verfahrensschritten des Kollationieren und der Endbearbeitung hergestellt.

In der besonders bevorzugten Anwendung der Beschichtungszusammensetzung gemäß dieser Erfindung wird ein Durchschreibeformular kontinuierlich hergestellt In dieser besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Vielzahl von kontinuierlichen Bahnen mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit vorwärtsbewegt, wobei die Vielzahl der kontinuierlichen Bahnen voneinander beabstandet sind und in einer kooperativen Beziehung zueinander stehend vorwärts bewegt werden. Wenigstens eine Bahn der Vielzahl von kontinuierlichen Bahnen ist mit einem Muster markiert und wenigstens eine nichtwäßrige, lösungsmittelfreie, heiße Schmelzbeschichtung mit dem farberzeugenden Material wird auf wenigstens einen Teil wenigstens einer kontinuierlichen Bahn aus der Vielzahl der kontinuierlichen Bahnen aufgetragen. Das heiße Schmelzmaterial wird dann durch Abkühlen gehärtet Die kontinuierlichen Bahnen werden kollationiert und in eine Nachbarschaftsbeziehung zueinander gebracht um Durchschreibeformularsätze zu schaffen. Nachdem die Bahnen in eine kollationierte, nachbarschaftliche Beziehung zueinander gebracht worden sind, können sie der Endbearbeitung unterzogen werden, und zwar durch Kombination der Verfahrensschritte des Unterteilens, des Stapeins, des Verpackens u. dgl.

ίο

Die Beispiele I und Il beleuchten die Herstellung einer derartigen hol-rnell-CF-Beschichlung. Die in der Praxis verwendeten Farbentwickler sind hauptsächlich Novolakharze der substituierten Phenol-Formaldehydreihe, entweder Zinkderivate der Harze. Reinharze "> oder deren Mischungen. Die heiße Schmelzflüssigkeit kann bis ungefähr 80% dieser Harze enthalten und bis zu 60 Gew.-% von Materialien, welche die rheologi-Stff.en Eigenschaften modifizieren. Im allgemeinen können diese Materialien, welche die Theologischen in Eigenschaften modifizieren, aus einer Reihe von flüssigen Weichmachern genommen .v erden, die einen hohen Siedepunkt aufweisen: in Frage kommen auch nichtkristalline oder mikrokristalline Festkörper wie Harze und Wachse mit einem Schmelzpunkt niedriger π als 110° C.

Das gehärtete, beschichtete Papier wurde dann dadurch getestet, daß dessen beschichtete Oberflächen mit der beschichteten Seite eines Papiers in Kontakt gebraviii wurden, das mti Geiiuinc-fvlikrukapsein m beschichtet war, die ein Markieröl enthielten; dieses bestand aus 180 Teilen Monoisopropylbiphenyl, 5,3 Teilen Kristallviolettlakton, 0.62 Teilen 3.3-Bis-(l-äthyl-2-methyl-indol-3-yl)-phthalid. 1,25 Teilen

2-N-N-Di-äthylamino-7-(N,N-dibenzylamino)-fluoran und 0,95 Teilen 2J-(l'-PhenyI-3'-methylpyrazolo)-7-diäthylarnino-4-spirophthaIido-bromin und 122 Teilen von geruchslosem Kerosin. Diese Blattpaare wurden mit Hilfe einer elektrischen Schreibmaschine mit einem Bild versehen, und zwar unter Verwendung des Buchstabens »m«, der in einem sich wiederholenden ■fctockmuster angewendet wurde; die Intensität dieser Bilder wurde durch das Verhältnis der Reflexion der mit dem Bild versehenen Fläche zur Reflexion des Hintergrundes ohne Bild gemessen, nachdem eine Zeit J5 von 10 Minuten verstrichen war. Die intensiveren oder dunkleren Bilder zeigen einen niedrigeren Wert und höhere Werte bezeichnen schwache oder blasse Bilder. Dieser Test wird Schreibmaschinenintensität genannt und kann mathematisch durch die Formel ausgedrückt -to werden

T. I. = (100) -§-

R, bedeutet die Reflexion der mit einem Bild versehenen Fläche und R₀ ist die Reflexion des

Tabelle I

Hintergrundes (ohne Bild), gemessen mit einem Bausch- und Lomb-Opazimeler.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen charakterisiert wird.

Beispiel I

Die folgende Mischung von Novolakharzen und Bindematerialien wurde in einem Metallbehälter gemischt und durch Erhitzen in einem Ofen auf 12O⁰C geschmolzen, die Zusammensetzung betrug in Gewichtsteilen:

761 Teile p-PhenylphenoI-Novolakharz
2284 Teile des Zinkderivates von dem p-Octylphe-

nol. Novolakharz (4,3% Zink)
471 Teile Monoisopropylbiphenyl
103 Teile Polypropylen niedrigen iviuiekuiafge· Wichts.

Die sich ergebende heiße Flüssigkeit wurde auf ein Papiersubstrat aufgetragen, das 19,5 g/m² wog. Die Auftragseinrichtung enthielt eine auf 15O⁰C erhitzte Tiefdruckwalze (80 Linien pro cm, maschinengraviert); ebenfalls vorhanden war eine erhitzte Walze zum Glätten. Die heiße, flüssige Harzmischung wurde auf das Papiersubstrat mit einer Geschwindigkeit von 39 m/ min. aufgetragen, wobei sich ein Schichtgewicht von 0,72 g/m² ergab. Die Schreibmaschinenintensität des Biattes betrug 83.

Beispiel II

Eine Reihe von hot-melt-Beschichtungszusammensetzungen mit Farbentwicklern wurden hergestellt und auf ein Papiersubstrat aufgetragen. In jedem Falle wurde die Beschichtung mit einem Schichtgewicht von wenigstens 4,5 g/m² des Papieres aufgetragen. Die Zusammensetzung der heißen Schmelzen und die Schreibmaschinenintensitäten für jedes beschichtete Papier sind in der Tabelle I angegeben:

Material, das die Theologischen	%	Farbentwickler	ZOP	ZDBSA	Schreibmaschinen
Eigenschaften modifiziert	20		0	0	intensität des
	60		0	0	beschichteten
	20		0	0	Papiers
Chemische Zusammensetzung	60	PPP	0	0
Polyäthyl engl yeol	15	80			73
Polyäthylenglycol	15	40	0	0	kein Bild
substituierte Terphenyle	20	80	60	0	64
substituierte Terphenyle	20	40	0	0	59
substituierte Terphenyle	20		0	0
Polyäthylen	20	70	60	0	67
Polypropylen	20		73
Polystyrol	80		63
Poly-flr-methylstyrol	80		61
Polyester	20		68

Acrylharz 20

Phthalsäureester des technischen 20
Hydroabiälhylalkohols

hydrierter Methylester des 20

Terpentinharzes. Wasser-

äampfdestillat

hydrierter Methylester des 20

Terpentinharzes, Wasser-

dampfdeslilial

Siyfoi üi'iii ithniichci

friononiercs Harz
Styrol und ähnliches
monomeres Harz

Methylester des Terpentinharzes
Triäthylenglycolesler des
hydrierten Terpentinharzes

liphenyl

Tristearin

Oxazolinwachs

Stearamid

Montanwachs mil hoher

Säurezahl

I2-I lydroxystcarinsäure
Monoisopropylbiphcnyl
Monoisopropylbiphenyl
Tristearin

Oxidiertes mikrokristallines
Wachs

mikrokristallines Wachs 50

20 80

80 20 60
0

60

12,5 37,5

fl'l' - para-l'hcnylphcnoI-Novolakharz.

/OP - Zinkdcrival des p-Octyiphenyl-Novolakharzes (4,3% Zink).

/DBSA - Zinksalz der Di-tert-butylsalicylsäure (11,6% Zink).

Material, das die rhcologischcn	I .irbentwiekler	/I)IiSA	Schreibmaschinen-
Eiücnsehiifien modin/iert		intensität des
		beschichteten
		Papiers
Chemische /iiMimmensel/iini!	ΙΊΊ· /OP

71 64

65 66

ZU	Öl/	f\ U	U	59
20	20	60	0	69
20	80	0	0	62
20	80	0	0	66
30	70	0	0	68
20	70	0	10	68
50	12.5	37,5	0	80
50	12.5	37,5	0	74
50	12,5	37,5	0	74
50	12.5	37,5	0	80
30	17.5	52,5	0	72
10
10	15	45	20	75
50	12,5	37,5	0	67

73

Aus den Beispielen I und II ist zu entnehmen, daß verschiedene CF-Beschichtungen auf der Basis einer heißen Schmelze wirksam hergestellt werden können, in Form einer heißen flüssigen Schmelze aufgetragen Werden können, durch Abkühlen gehärtet werden können und mit einem VB-Blatt vereinigt werden können, lim ein kohlefreies Kopierblatt herzustellen, das bei Anwendung von Druck eine gute Übertragung ergibt und ein scharf entwickeltes Bild. Es ist also möglich, die hot-melt-CF-Beschichtungen der Beispiele I und II für die kontinuierliche Herstellung von kohlefreien Durchschreibeformularen zu verwenden, insbesondere wenn¹ die CF-Beschichtungen partiell so aufgetragen sind, um Einsparungen zu erzielen.

Die einzige Bedingung ist, daß dem Verfahrensschritt des Auftragens der heißen Schmelze oder des Drückens der Verfahrensschritt des Abkühlens folgt, um die sich ergebende Beschichtung zu härten. Wie bereits erwähnt, ist ein derartiges System weniger kostspielig und mühsam, erfordert weniger Raum und weniger Energie als Systeme, welche kostspielige Trockner und/oder Systeme zur Wiedergewinnung des Lösungsmittels erfordern.

Claims

Patentansprüche:

1. Beschichtungszusaimmensetzung für druckempfindliche, kohlefreie Durehsehreibeblätter mit einem Farbentwickler des sauren Elektronenakzeptortyps, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung auf der Basis einer wasserunlöslichen hot-melt Beschichtung aufgebaut ist, die einen Schmelzpunkt von 60° C bis 140⁰C aufweist und 40 bis 80 Gew.-°/o eines schmelzbaren Farbentwicklers sowie 60 bis 20 Gew.-% Wachse, Harze und/oder Weichmacher als die Theologischen Eigenschaften modifizierendes Material enthält

2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbentwickler ausgewählt wird aus der Gruppe der Novolake des p-Phenylphenol, p-OctylphenoI, und p-tert-ButylphenoI, der zinkmodifizierten Novolake des p-Phenylphenol, p-Octylphenol und p-tert-Butyphenol und deren Mischungen.

3. Druckempfindliches Durchschreibeblatt für ein kohlefreies Durchschreibesystem mit einer auf ein Substrat aufgetragenen Schicht mit einem Farnentwickler des sauren Elektronenakzeptortyps. dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf der Basis einer wasserunlöslichen hot-melt Beschichtung aufgebaut ist, die einen Schmelzpunkt von 60⁰C bis 140⁰C aufweist und 40 bis 80 Gew.-% eines schmelzbaren Farbentwicklers sowie 60 bis 20 Gew.-% Wachse. Harze und/oder Weichmacher als die Theologischen Eigenschaften modifizierendes Material enthält.

4. Druckempfindliches, kohlefreies Durchschreibemateria! nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Farbentwickler ausgewählt wird aus der Gruppe der Novolake des p-Phenylphenol, p-Octylphenol, und p-tert-Butylphenol. der zinkmodifizierten Novolake des p-Phenylphenol. p-Octylphenol und p-tert-Butylphenol und deren Mischungen.